Gaya (fisika): Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan Tag: Dikembalikan VisualEditor Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler |
k Bot: Mengganti kategori yang dialihkan Konsep fisika dasar menjadi Konsep dalam fisika |
||
(11 revisi perantara oleh 10 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 4:
| name = Gaya
| image = [[Berkas:Force examples.svg|250px]]
| caption =Gaya (bisa tarik atau tolak) timbul karena fenomena [[gravitasi]], [[magnet]] atau yang lain sehingga mengakibatkan [[percepatan]]
| basequantities = 1 [[kilogram|kg]]·[[meter|m]]/[[sekon|s]]<sup>2</sup>
| unit = [[newton (satuan)|newton]]
Baris 11:
}}
{{Mekanika klasik|cTopic=dasar}}
'''Gaya'''
Gaya memiliki [[Vektor (spasial)#Panjang|besaran (
[[Hukum gerak Newton#Hukum kedua Newton|Hukum kedua Newton]] menyatakan bahwa gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan [[turunan waktu|laju]] pada saat [[momentum]]nya berubah terhadap waktu. Jika massa objek konstan,
:<math>\vec{F} = m \vec{a}</math>
dimana <chem>\vec{F}</chem> adalah gaya, <chem> m </chem> adalah massa, dan <chem>\vec{a}</chem> adalah percepatan.
Konsep yang berhubungan dengan gaya antara lain: [[gaya hambat]], yang mengurangi kecepatan benda, [[torsi]] yang menyebabkan [[percepatan angular|perubahan kecepatan rotasi]] benda. Pada objek yang diperpanjang, setiap bagian benda menerima gaya, distribusi gaya ke setiap bagian ini disebut [[regangan (mekanika)|regangan]]. [[Tekanan]] merupakan regangan sederhana. Regangan biasanya menyebabkan deformasi pada benda padat, atau aliran pada [[fluida|benda cair]].▼
Konsep yang berhubungan dengan gaya antara lain: [[gaya hambat]] yaitu gaya yang muncul untuk mengurangi kecepatan benda. Selain itu, terdapat pula [[torsi]] yang dapat menyebabkan [[percepatan angular|perubahan kecepatan rotasi]] benda.
▲
<!--
Baris 35 ⟶ 39:
== Sejarah ==
[[Aristoteles]] dan pengikutnya meyakini bahwa keadaan alami objek di [[Bumi]] tak bergerak dan bahwasannya objek-objek tersebut cenderung ke arah keadaan tersebut jika dibiarkan begitu saja. Aristoteles membedakan antara kecenderungan bawaan objek-objek untuk menemukan “tempat alami” mereka (misal benda berat jatuh), yang menuju “gerak alami”, dan tak alami atau gerak terpaksa, yang memerlukan penerapan
Namun teori ini meskipun berdasarkan pengalaman sehari-hari bagaimana objek bergerak (misal [[kuda]] dan [[pedati]]), memiliki kesulitan perhitungan yang menjengkelkan untuk proyektil, semisal
Galileo melakukan eksperimen
[[Isaac Newton]] dikenal sebagai pembantah secara tegas untuk pertama kalinya, bahwa secara umum, gaya konstan menyebabkan laju perubahan konstan (turunan waktu) dari momentum. Secara esensi, ia memberi definisi matematika pertama kali dan hanya definisi matematika dari kuantitas gaya itu sendiri. Gaya sebagai turunan waktu terhadap momentum (<chem>\vec{F} = dp/dt</chem>).▼
▲Isaac Newton dikenal sebagai pembantah secara tegas untuk pertama kalinya, bahwa secara umum, gaya konstan menyebabkan laju perubahan konstan (turunan waktu) dari momentum.
Pada tahun [[1784]] [[Charles Coulomb]] menemukan hukum kuadrat terbalik interaksi antara muatan listrik menggunakan keseimbangan torsional, yang mana adalah gaya fundamental kedua.
[[Gaya nuklir kuat]] dan [[gaya nuklir lemah]] ditemukan pada abad ke 20. Dengan pengembangan [[teori medan kuantum]] dan [[relativitas umum]], disadari bahwa “gaya” adalah konsep berlebihan yang muncul dari kekekalan momentum (momentum 4 dalam relativitas dan momentum partikel virtual dalam elektrodinamika kuantum). Dengan demikian sekarang ini dikenal gaya fundamental adalah lebih akurat disebut “interaksi fundamental”.▼
▲Dengan pengembangan teori medan kuantum dan relativitas umum, disadari bahwa “gaya” adalah konsep berlebihan yang muncul dari kekekalan momentum (momentum 4 dalam relativitas dan momentum partikel virtual dalam elektrodinamika kuantum).
== Jenis-jenis Gaya ==
Prinsip perkecualian Pauli bertanggung jawab untuk kecenderungan atom untuk tak "bertumpang tindih" satu sama lain, dan adalah jadinya bertanggung jawab untuk "kekakuan" materi, namun hal ini juga bergantung pada gaya elektromagnetik yang mengikat isi-isi setiap atom.▼
▲[[Prinsip
Seluruh gaya yang lain berbasiskan pada keempat gaya fundamental. Sebagai contoh, gaya gesekan adalah perwujudan dari gaya elektromagnetik yang beraksi antara atom-atom dua permukaan, dan prinsip pengecualian Pauli yang tidak memperkenankan atom-atom untuk menerobos satu sama lain. Gaya-gaya dalam pegas dimodelkan oleh [[hukum Hooke]] adalah juga hasil gaya elektromagnetik dan prinsip perkecualian Pauli yang beraksi bersama-sama untuk mengembalikan objek ke posisi keseimbangan. [[Gaya sentrifugal]] adalah gaya percepatan yang muncul secara sederhana dari percepatan rotasi kerangka acuan.
Pandangan [[mekanika kuantum]] modern dari tiga gaya fundamental pertama (seluruhnya kecuali gravitasi) adalah bahwa partikel materi ([[fermion]]) tidak secara langsung berinteraksi dengan satu sama lain namun agaknya
Dalam relativitas umum, gravitasi tidaklah dipandang sebagai gaya. Melainkan, objek yang bergerak secara bebas dalam medan gravitasi secara sederhana mengalami gerak inersia sepanjang garis lurus dalam ruang-waktu melengkung – didefinisikan sebagai lintasan ruang-waktu terpendek antara dua titik ruang-waktu. Garis lurus ini dalam ruang-waktu dipandang sebagai garis lengkung dalam ruang, dan disebut lintasan balistik objek. Sebagai contoh, bola basket yang dilempar dari landasan bergerak dalam bentuk parabola sebagaimana ia dalam medan gravitasi serba sama.
Baris 86 ⟶ 81:
=== Gaya konservatif ===
[[Gaya konservatif]] adalah salah satu gaya yang hanya melakukan usaha berdasarkan kepada perubahan posisi yang dialami oleh objek. Besarnya nilai gaya konservatif tidak dipengaruhi oleh lintasan. Gaya konservatif yang paling umum ialah gaya pegas dan gaya gravitasi. [[Asas kekekalan energi mekanik]] berlaku pada gaya konservatif yang tidak disertai dengan gaya lainnya.<ref name=":3">{{Cite book|last=Asraf, A., dan Kurniawan, B.|date=2021|url=https://www.google.co.id/books/edition/Fisika_Dasar_untuk_Sains_dan_Teknik_Jili/n-UhEAAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika+Newton&printsec=frontcover|title=Fisika Dasar untuk Sains dan Teknik: Jilid 1 Mekanika|location=Jakarta|publisher=Bumi Aksara|isbn=978-602-444-954-4|pages=231|url-status=live|access-date=2021-09-06|archive-date=2023-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20230729155322/https://www.google.co.id/books/edition/Fisika_Dasar_untuk_Sains_dan_Teknik_Jili/n-UhEAAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika+Newton&printsec=frontcover|dead-url=no}}</ref>
== Definisi Kuantitatif ==
Kita memiliki pemahaman intuitif ide gaya, karena gaya dapat secara langsung dirasakan sebagai dorongan atau tarikan. Sebagaimana dengan konsep fisika yang lain (misal temperatur), ide intuitif dikuantifikasi menggunakan definisi operasional yang konsisten dengan persepsi langsung, namun lebih presisi.
Secara historis, gaya pertama kali secara kuantitatif diselidiki dalam keadaan keseimbangan statis
Sebagaimana dengan seluruh penambahan vektor hasil-hasil ini dalam aturan jajaran genjang: penambahan dua vektor yang diwakili oleh sisi-sisi jajaran genjang, memberi vektor resultan
Sebagaimana dapat ditambahkan, gaya juga dapat diuraikan (atau dipecah). Sebagai contoh, gaya
Kasus paling sederhana dari keseimbangan statis adalah ketika dua gaya adalah sama dalam besar namun berlawanan arah. Ini menyisakan cara yang paling biasa dari pengukuran gaya, menggunakan peralatan sederhana semisal timbangan berat dan neraca pegas. Menggunakan peralatan demikian, beberapa hukum gaya kuantitatif ditemukan: gaya gravitasi sebanding dengan volume objek yang terdiri dari material (secara luas dimanfaatkan saat ini untuk mendefinisikan standar berat); [[prinsip Archimedes]] untuk [[gaya apung]]; analisis Archimedes dari pengungkit; [[hukum Boyle]] untuk tekanan gas; dan [[hukum Hooke]] untuk pegas: seluruhnya diformulasikan dan secara eksperimental dibuktikan sebelum [[Isaac Newton]] menguraikan secara rinci tiga hukum geraknya.
Gaya kadang-kadang didefinisikan menggunakan hukum kedua Newton, sebagai perkalian massa m kali percepatan atau lebih umum, sebagai laju perubahan momentum. Pendekatan ini diabaikan oleh sejumlah besar buku teks.
Baris 103 ⟶ 98:
Dengan pertimbangan yang lebih, hukum kedua Newton dapat diambil sebagai definisi kuantitatif massa; secara pasti dengan menuliskan hukum sebagai persamaan, satuan relatif gaya dan massa ditetapkan.
sukses empirik yang diberikan hukum Newton, hal itu kadang-kadang digunakan untuk mengukur kuat gaya (sebagai contoh, menggunakan orbit astronomi untuk menentukan gaya gravitasi).
== Relativitas Khusus ==
Dalam [[teori relativitas khusus]], massa dan [[energi]] adalah
:<math>\vec{F} = \mathrm{d}\vec{p}/\mathrm{d}t</math>
Baris 127 ⟶ 122:
|work=The Relativistic Raytracer
|url=http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/Obsolete/Seminar.html
|accessdate=2008-01-04
|archive-date=2014-02-03
|archive-url=https://web.archive.org/web/20140203020713/http://www.anu.edu.au/physics/Searle/Obsolete/Seminar.html
|dead-url=no
}}</ref>
== Gaya non-fundamental ==
Baris 152 ⟶ 151:
{{Main|Elastisitas (fisika)|Hukum Hooke}}
[[Berkas:Spring-mass2.svg|jmpl|''F<sub>k</sub>'' adalah gaya yang muncul akibat muatan pada pegas|class=mw-halign-upright]]
Gaya elastis bekerja untuk mengembalikan [[pegas]] ke ukuran aslinya. Sebuah [[pegas ideal]] diasumsikan tidak bermassa, tidak mempunyai friksi, tidak dapat rusak, dan dapat diperpanjang tak terbatas. Pegas akan menghasilkan gaya yang akan menarik jika diperpanjang sesuai dengan perpanjangannya dari posisi awalnya.<ref>{{cite web |last=Nave |first=Carl Rod |title=Elasticity |work=HyperPhysics |publisher=University of Guelph |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/permot2.html |accessdate=2013-10-28 |archive-date=2023-06-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230601190148/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/permot2.html |dead-url=no }}</ref> Hubungan linear ini dicetuskan oleh [[Robert Hooke]] tahun 1676, sehingga dinamakan [[Hukum Hooke]]. Jika <math>\Delta x</math> adalah besar perpanjangan, maka gaya yang dihasilkan pegas ideal sama dengan:
:<math>\vec{F}=-k \Delta \vec{x}</math>
Baris 174 ⟶ 173:
|date=2007-08-25
|url=http://cnx.org/content/m14104/latest/
|accessdate=2008-01-04
|accessdate=2008-01-04}}</ref> dan dapat dianggap sebagai artifak dari medan potensial dalam cara yang sama bahwa arah dan jumlah aliran air dapat ditinjau sebagai artifak pemetaan kontur (contour map) dari ketinggian suatu area.▼
|archive-date=2012-11-16
|archive-url=https://web.archive.org/web/20121116231254/http://cnx.org/content/m14104/latest/
|dead-url=no
▲
Gaya konservatif meliputi [[gravitasi]], [[gaya elektromagnetik]], dan [[Hukum Hooke|gaya pegas]]. Tiap-tiap gaya ini memiliki model yang tergantung pada posisi yang sering kali dituliskan sebagai vektor radial <math>\scriptstyle \vec{r}</math> dari potensial simetri berbentuk bola.<ref>{{cite web
Baris 182 ⟶ 185:
|work=General physics
|url=http://www.ux1.eiu.edu/~cfadd/1350/08PotEng/ConsF.html
|accessdate=2008-01-04
|archive-date=2023-06-01
|archive-url=https://web.archive.org/web/20230601012229/https://www.ux1.eiu.edu/~cfadd/1350/08PotEng/ConsF.html
|dead-url=no
}}</ref> Contoh dari gaya konservatif:
Untuk [[gravitasi]]:
Baris 210 ⟶ 217:
Hubungan antara gaya non konservatif makroskopis dan gaya konservatif mikroskopis dideskripsikan oleh perlakuan detail dengan mekanika statistik. Dalam sistem tertutup makroskopis, gaya non konservatif beraksi untuk mengubah energi internal sistem dan sering kali dikaitkan dengan transfer panas.
Menurut Hukum Kedua Termodinamika, gaya non konservatif hasil yang diperlukan dalam transformasi energi dalam sistem tertutup dari kondisi terurut menuju kondisi lebih acak sebagaimana entropi meningkat.
== Satuan Ukuran ==
Satuan [[Sistem Satuan Internasional|SI]] yang digunakan untuk mengukur gaya adalah [[
[[Satuan inggris]] dari gaya adalah [[pound-force]] (lbf).
Baris 220 ⟶ 227:
=== Mekanika klasik ===
Gaya merupakan salah satu konsep utama di dalam mekanika, khususnya pada mekanika klasik. Pemanfaatan konsep gaya di dalam mekanika klasik ialah untuk memberikan pemahaman mengenai gaya gerak pada benda. Analisis mekanika melalui konsep gaya dilakukan dengan menggunakan hukum gerak Newton yang dirumuskan secara [[matematika]]. Dalam perhitungan mekanika, gaya umumnya dikaitkan dengan konsep [[momentum]] dan [[energi]]. Konsep gaya digunakan dalam mekanika baik pada benda yang diam atau benda yeng bergerak dengan kondisi pergerakan yang berubah-ubah pula.<ref>{{Cite book|last=Masruroh, Saroja, G., dan Sakti, S.P.|date=2017|url=https://www.google.co.id/books/edition/Mekanika_I/-Z1ODwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika&printsec=frontcover|title=Mekanika|location=Malang|publisher=Universitas Brawijaya Press|isbn=978-602-432-085-0|pages=2|url-status=live|access-date=2021-09-04|archive-date=2023-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20230729155322/https://www.google.co.id/books/edition/Mekanika_I/-Z1ODwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika&printsec=frontcover|dead-url=no}}</ref>
== Referensi ==
Baris 230 ⟶ 237:
== Pranala luar ==
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-sentuh-dan-gaya-tak-sentuh.html Gaya sentuh dan gaya tak sentuh] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130109220629/http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-sentuh-dan-gaya-tak-sentuh.html |date=2013-01-09 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/rumus-gaya-gesek.html Rumus Gaya gesek] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130119025644/http://www.file-edu.com/2011/11/rumus-gaya-gesek.html |date=2013-01-19 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-gesek-dan-percepatan.html Percepatan gaya gesek] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130119022320/http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-gesek-dan-percepatan.html |date=2013-01-19 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-berat.html Gaya berat] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130122062557/http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-berat.html |date=2013-01-22 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/resultan-gaya.html Resultan gaya] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130122062623/http://www.file-edu.com/2011/11/resultan-gaya.html |date=2013-01-22 }}
{{Authority control}}
Baris 239 ⟶ 246:
[[Kategori:Fisika]]
[[Kategori:Mekanika klasik]]
[[Kategori:Konsep
[[Kategori:Gaya]]
|